Download - MODIFIED WITH MICROQUANTITIES OF PLATINUM METALS GRAPHITES: APPLICATION TO THE DEVELOPMENT OF XANTHINE OXIDASE ENZYME ELECTRODE

Transcript

E. Horozova, T. Dodevska, N. Dimcheva

59

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 43, 1, 2008, 59-64

MODIFIED WITH MICROQUANTITIES OF PLATINUM METALS GRAPHITES:APPLICATION TO THE DEVELOPMENT OF XANTHINE

OXIDASE ENZYME ELECTRODE

E. Horozova1, T. Dodevska2, N. Dimcheva1

1 Department of Physical Chemistry, Plovdiv University,

24, Tsar Assen st., 4000 – Plovdiv, Bulgaria2 Department of Inorganic and Physical Chemistry,

University of Food Technology,

26, Maritza blvd., 4002 – Plovdiv, Bulgaria

E -mails: [email protected]; [email protected]

ABSTRACT

����� �� ������� �� ����� �� ���� ����������������� ����������� � ���� ������ ���� ���� ��� �������������� �����

������������������� ����� ��� ��������� �������������������� ����������� �������� ���������� ����������������������

����� �������� �������������� ��������������� !"#$%�& ������ �'������� �� � �������� �������'� ��� �������� ��� ��� ��

�� ��� ������������ ������� ������()*

)������������ ������ ���������� ����� ���+�,-��,�� �

������ .������������ ��������

�� �� ���������� ����������/���� ������������ ����%

0���������� ������ �������� ����������'����� ���������������������������� ��������1������������ ����'��������

������ �������������� �� ��%

2�������-� �������������� ������������� � ��������� ������� ���������������������� ���� ������� ����� ���1

������'���������%

Received 23 November 2007

Accepted 12 December 2007

INTRODUCTION

�������������� ������������������������

�����������������������������������������������������

��������������������������������������������������

������������������������������� ����������������! �

�������� �" �� ��������������� ���� �������� ���� ����� ���

����������������������

#�����������$�������%�����&������������'����

���������&������&��������&����������(�������%������

����������������������������������� ��������������

����� ���������������������������������������&��

�� ���������� ���� �������� ��� ��������� ��� ���

���������� ��������� �������� ���� ����������

������������������%����� �����������������������

�����������������������&�������������� ������������

��������&�������� ��������������������������������

���������������������������������������������' ��

���������������������������������������������������

����(� ���� ����&�%��������� ����������� ��������� ���

������������������������������� ������������������

��������������������������������������������������

����������������������������������������������������

����������������)�*

���+�����������������������������

�������������������,������� ���������������������

��������������������������� ������� ����������������

��������������� �%�����%���������������������

�����������������-�. /��������������� ��������������

���������&�������������������������������������0�1 /

������������������������������������2��3 ������

�)���������������������������������������

���������� ��������������������������������������,

4������� ��������������������������������������������

��������������������������)�*

������������$���������

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 43, 1, 2008

60

������������3�5�'����6�46�7�(���������������������

������������� ���������������������������� ������

���������������������������������������������������

������ /�4������������� �����������������������������

�������������������������� ����������������&���

������������� �������'����������� ��������(�����!��" �

������������������������������� ���������

������������������ ����������������-��1 ���������

�����������������������������������������������

8�������������&�������'�������&�(�������

����������������������������������������9�����������

���������������������$����������������������������

���� ������� ��� &������� �� ������ ���� ����

���������������������������� ����������������������

������ ��� ��������������� ����� �������������

'):;7(���2 ����������������'7;(���3 �����<5������

������������������������� ��$�������������$��

���������������������������������+��������������������

���������� ���������������� �������������� �

���������������������������� �����������������'�������

��%��(����������������������������������������

�����������������������������������������������

������ ������ ���������� �������� ���� ���������� ���

�������������� ���� ������������������ ���� ������

��������� +���������� �� �� �������������� ������� ����

�������������� �%�����%������� ������������

������������������������������������������

+������������������������������������������

�������������������������������������:�=:�

&����������������������� ������������������������

������������������������������������������������

���������������������������$�������������������

������������������������9�4���������������������4

������������������������������������������������� �

���������������������������������������� ������������

����������)�*

��������������������������3�5�'����6�4

6�7�(��*��������������������������������������������

������ �������� ��%��� �������������� ������������

������������������������ ����������������������������

���������&��������������� ��������

EXPERIMENTAL��������

>��������&����� '>*8(� '?�@�� ����!��(� ���

������$�'A��$�(��������������������������1�<

���� '��<������������� ��� ������������� ������%��

������&�%��������&�����������������)�0�-����

�-�37(/�&���������)�*

������������;������ �����������

������������������������������������������ �����

��������,�B��):*

"&��)

�*�� C*)� ���� )

!:*

"�� ����

���������� ���� A��$��� D������� '���������� �����(

'7���$��E������(������������������-F����������

������������ ������'�)�1�"(��������������������������

������6��������������������������������� ������

������������

��������� �����������������

+���������������������'�����D#G��������������

�������������HI��.9��1���/�3�0&3�0&3�!��(�����������

�������������������������������������������������������

����,����������������3�1������������������-.9��0�����!�

���������39�-�F���������������������������������

���������������������������������&��������

������':�=:�(�23�F,�3�F�03�F,!3�F�����-3�F,-3�F

��������������������������������������������� �

��������� ��������� ��������������

>��������&�������%�������������������������

��������������������������������������������� �

���������� ���������� �

���� �������� ���������� ��� ���� :�=:�

�������������������������������������������&��

�����������)�����'H�-�33(�H�#���������������

�������8��������H����������������������������

�������������3�$5�����������B�������������������

��������������������������������������������������

���H�#�� ����������

6��� �������������� ����������� ����� ����

������������������������������������������������

��������� '���$�������������-�;(��6��6�46�7�

������������������������������������������������������

������������������������������������������������

������ ����� �������� �� ������������� ����� E:68

'�67<HH�;��5����� ������A�����(/������������������

�D��3� '�������;� �����:�����(/��������� ���������

������6E�3-�'G:<��:��������E������(��������������

����� � �����������������������������������

������������������������� ������ ������

����������������������������1�.&�3�"�#�&����������

����������������������� �������)�1�"���������������

����������������������������������������������������

������������������������������������������������ ���

����������������&����������6��������������������������

E. Horozova, T. Dodevska, N. Dimcheva

61

����������� ������������������������������������������

�������������������������������������������������

'JH8�(���� �������0�������F�

A���������������������������������������

�����<)�'5�E�#;K�������������K��$��#��������D���

���(����������������)���� ���� ������������������

��L�������������)������*:����31�'J����$���E��������

)������(�

RESULTS AND DISCUSSION

������������� ��������������������������

*������ ������������������������� ��������

�������������������������������������������������

����������������������������������������������

�������������������������������� ��������������

��������������������+������������������ ����������

�������������������������������������������������������

����������������������������������������������������

��������������������������������������������������������

��������������������������������������������������+���

��������������������������������������������� ����

��������������������������������������������

�����������������$�����������������������������

������������������������ ��������� ��������)�*

����������������

H�#����������� 'A���(�����������������

�������� ��� ���� �������� ����������� ������ ���

���������������:�=:��&���������������23F,�3F�

03�F,!3�F������-3�F,-3�F��� �����������������

��������

�������3��!3�����23���

���������������������������������������� ���

�����������������������������������������������������

�������������������&�������������������������&������

�������������������������������������������������������

�������������������������������������������������

����������������������������������M������ ����������

�����H�#�������������������������������������

������� ���� ���� �������������� ��������� ��

������������ ��� :�=:�� ��������� ��� ���� �������

'A�����9�6�E(������������:�,:�������������������

&�����'A����9�7��8(�

A������������������������������������

���:�=:�������������23�F,�3�F������ �����������

�9�!3

Fig. 1 SEM micrographs showing the surface morphology of modified graphites: A- 90%Pd:10%Pt/gmz (tdep

= 30 s); B- 90%Pd:10%Pt/gmz (t

dep = 90 s); C- 50%Pd:50%Pt/gmz (t

dep = 10 s); D- 70%Pd:30%Pt/gmz (t

dep = 10 s).

A) B)

C) D)

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 43, 1, 2008

62

����23������������������������������������������'A���

9�6�E(�� ���������������������������������������������

�%��9������������������������������������

I!3�����������

��������������

I23������������������&�������������������

���������������������������������������������������

I!3��

����������������������������������������%���������

�.�N��+��������������������������������$�����������

���� �������� ������������ ��������������������� ���$

�������������������'A����6(��K���������������������

�������

�����!3������23�������������������������������������

������������%������ �����3�N� ��������������������

��������������������� ���������������������������

��������������� ��������������� ����� ����������� ��

����������������������������������'A����E(�

���������������������������������������������

������������������������������ ���������������&���

�������

I�3�������������������:�,:������������������

��� &����� ���� �� ����� �� A����7�8�� ���

���������������:�=:�������������-3�F,-3�F����

��������������������������������������������������

��������������������������������������������������

�%��������������3�!������N�'A����7(�

*������������������������:�=:�������

�����03F,!3F������������������������������������

������������������������������%������������-�N

'A����8(��*�������������������������������������������

���&���������������������������������������������%�

����3���������-�N��H������������������������������

���������������$����������������������������

���7����������������������������������������

������� ���� ���� ����� H�#� ���������� � � 'A���� 9

6�E�7�8(�������� �����������������������������������

������������������������������������������������������

��������������������������������������������������

���������%��������������������������������������������

�������������� � ���������������������������������������

�������������������������������������������

���:�=:��&��� �� ���� ����� 03F,!3F�������)�*

�������������������������������������� ������������

���� ��$���������������������������������������'�+4

�7I3�1��O�3�3��P6�P#��(� ���� �������������

������������������������������������������������������

'������.33�PQ�)�*

�(��������������������������9-3�5

'����6�46�7�(� ��� ��#������ �������� ���������� ����

:�,:�'03,!3(47D#G

����������������� ������������������

�������������%�����������������&���������������

���������������

� ���������������������� ���������� ���������� ��� ��

)����������������������������������������������

��� ������� ��������� ��� �������� ����� ���������

���������� ���������� ������� �������� ������� ��

������������������������������������������������

�������������������������������������������� ������

�����������������������������������������������

���������+�������������������������� �����������������

�����������������������:�,:�'03,!3(47D#G

������

�������� ����� ��������� ���������� ��������������������

��������������������<�������������������&������

��������������������������������������������������

����������������� ����������������������������������

������������� ��� �3�-�Q������� �&������ ���� ���� ��

�������������������

*�������������������������������������&������

�&�������%����������������������������������������-3�5

'����6�46�7�(�����-37�����!337�'���������� ��������)

1�"(������������������� �����

������� ������������'A�����6(���������������

�-37�������������������������������������������������

����������������������&���������������������������03

P#/�������������������������������������������������

������� ���������������� ������� ���������������3�!2

P6�P#���

������ ����������� ����������� ��� ���������

)������������'A�����E(,�����������������������������

�������������

�����������

������

�� �����������

��

�����

��

�� ���� ��� � !� � ��

�� ���" ��� � "� #"

�� ������*������������������������&��������&�������%�����������������������������-�37�����!3�37/

�����������������-3�5�'����6�46�7�(/� ��$����������������������������� ��������)�1�"�

3�0������� ���������� ��� �������� ����������� ����������� ������������� ������ �������'�� ��������4

33�0������������� ������ �������'�� ��������� ���5#$

E. Horozova, T. Dodevska, N. Dimcheva

63

Fig. 2 A - Steady-state response of the enzyme electrode as afunction of xanthine concentration at an applied potential -50mV (vs. Ag/AgCl); temperatures 25 0C and 30 0C; backgroundelectrolyte phosphate buffer, pH 8.4; Michaelis-Menten analysisin terms of Eadie-Hofstee (B) and Lineweaver-Burke (C) plotsbased on the data of figure 2-A (25 0C).

�������������������������������&�������������������

���.1�N#/���������������� �������.1�����0-�N#��������

��� $����� �������/� ���� ��� ����� ��� ���������� ��������

�����������&����������������������&�������0-�N#�

�������������#����������������C����������

���� ����$������������������������������ �������

����;���������E��$�������'�47�����4+(�'A����7(����

�����)������������������ ������ ������������ �����

������������������,�C���I-1�"�P#�'��I3�22.(�������

������������;E�����/�����C���I-1�.�P#�'��I3�22-(

������������������)������������ ����������������

���������������������������&���������-�P#�'���

�����������������������������!,�(�

6����������������!3�R7���%����������������

������������������ ���������� ��������� '�+4�7I3�--0

N6�N#��(����������� ��������������������������

������&��������������������.3�N#��������%�����������

�����)��������������������������������,�����������

�����%����'������--�N#(/�����������������������

%����' �������--�����0-�N#(���������� ���������

���������������������������C���I".�N#(/�����������

���������7&������

S0-�N#�

CONCLUSIONS

7������������������������������������

����������������9�&���������:�=:����������������

����������������������������������������������������)�*

������$��������������������3�5�'����6�46�7�(�����

� �����������������������������������������,����������

����������������������������������������������������

�����������������������������������������������

��������������������������� �������������%������

���������������������������������:�=:�������

�����03F,!3F�����������

I�3�������������������� ����������

����������������������&������� ���������������������

��� �&�������� �������������� ����������� �����

��������������������)�*

��

Acknowledgments���������������� � ���� ���6������� ��������

0���������7������������� ��� ��89�:1($������������

6������� ��7������������� ��� ��61��:1;1�+$������ �1

�������<��������%�0����� ������������<�� �� ���<�6��1

����� ����=���#������ ������ ���'�� ���=� ������!������

������ ���$���� �������������� ����%

Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 43, 1, 2008

64

REFERENCES

���#��J������#��H��K����T��E��H�������������������

���� �330�� .!��.!0�

���>�������T�������:��7���>��G�����6����E������7���

����� �33-�� -33�-30�

!��)��B�$������;��H�������7��:���������H��D�����#�

#����������B��H��%���M��5�����������6�M�E����

E�����������33-��1-�12�

"��6��6�������;��J�������7��E�����H�������B�����������

7����������+����������������6���������D�� ��

����������������������33.��!!0�!"!�

-�����)��������B�������M��6�%����#�����H��������

�����7�������33.���33��3!�

.�� H��C�� M������D��H�K������ �6����7�������� �22.�

-2��-2.�

0��C�������%���H��B�����������6����E������7���

����� �330�� �30-��31��

1��J��7������8��D������;��#��������+��:��������;��#�

#��������M�6��������������������33.���!�0��!!��

2��J��#������6��)�������6����7��������22����112��12.�

�3��K��G�����M��>���7��H���)��7�����;����������

�33-�� 2.!3�2.!"�

���� B�� 8������� ��� )���%����� G�� M���������� G

B������������������33���03-�0���

����7��K������7��E��$���6��H��J��7�������6���

E������7����������33-��������

�!��;��D�������6��;�����������;��������A��8��#��������

���J�%�����+��D�%������6����7��6����� ���222�

2���31�

�"��T��K���H��)���#������6�����������330�����0�

�-��K��T�����T��;��T��E���7��H����H������6�����������

�33.�� "��"1�

�.��6��T���A��7�������6����7���������33!��!3!��!3!0�

�0�����)���%�����G��M����������6��6������������E���

�����������������220��!���!�.�

�1�� B�� 8������� ��� )���%����� G�� M���������� G

B������������������33���03-�0���

�2��)��H��� �%����)��#� ���6��#���������#�

M�����<�������M������������33.����-���2�

�3�� M�� )������� H�� � )������� D�� � D�� �����

E�����UE���������������22"���12��2-�

���� ��� 8�����$��� ��� )���%����� B�� 8������� 6���

E������7���������33.���"�!��"�1�

���� B�� 8������� ��� )���%����� G�� M���������� � G

B������������������33���11!�112�